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热塑性弹性体TPU、TPEE、PEBA的性能比较及在运动鞋中底的应用

      复合发泡EVA、爆米花ETPU等发泡材料在鞋中底上的应用,可以使得运动鞋具有重量更轻、回弹性更好、穿着更舒适等优点。其中热塑性弹性体材料由于发泡性能优异、生产工艺清洁、可回收等特点被行业所关注,*为常见的热塑性聚氨酯弹性体是TPU,其发泡材料又被称为爆米花材料。

      除了ETPU之外,比较常见的热塑性弹性体发泡材料还有 TPEE(热塑性聚酯弹性体)和 PEBA(又叫TPAE,热塑性聚酰胺弹性体/尼龙弹性体)。以下来比较下这三者的区别。

      一、分子链结构及性能的比较。

      1、热塑性聚氨酯弹性体-TPU。

      TPU全称是热塑性聚氨酯弹性体,是由软段(聚醚或聚酯),与硬段(聚氨酯)组成的线性嵌段共聚物,可以加热塑化进行加工,具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能。品牌运动鞋或出口的TPU鞋底原液往往对抗黄变性能要求较高,抗黄变剂BETTERSOL 1513在TPU鞋底原液中有着重要的应用。目前TPU原料生产厂家主要有巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈、万华化学、上海恒安、瑞华、旭川化学等等。

      

      2、热塑性聚酯弹性体-TPEE。

      TPEE,又叫COPE、TPC-ET等,全称是热塑性聚酯弹性体,是由聚酯硬段和聚醚软段组成的线性嵌段共聚物,同时具备橡胶的弹性和工程塑料的强度,具有优异的拉伸强度、韧性和回弹性,其拉伸模量和压缩模量高于TPU。

      常见的TPEE是聚醚酯型,以PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和 PTMG(聚四氢呋喃)为主要结构组分。目前TPEE原料生产厂家国外主要有帝斯曼、杜邦、塞拉尼斯、LG化学、SK化学、日本东洋坊等等,国内主要有四川晨光科新、上海益弹(原上海中纺)、江阴和创、台湾长春、中石化仪征化纤等等。

      

       3、热塑性聚酰胺弹性体-PEBA(尼龙弹性体)。

      热塑性聚酰胺弹性体,又叫尼龙弹性体,英文缩写是TPAE,是由聚酰胺硬段和聚醚或聚酯软段组成的线性嵌段共聚物,具有拉伸强度高、弹性恢复性好、低温抗冲击强度高、耐低温性优异等特点。

      根据硬段和软段组分的不同,TPAE有比较多的种类。目前市面上绝大部分的尼龙弹性体为聚醚酰胺嵌段共聚物,英文名为poly(ether-block-amide),英文缩写为PEBA。因此PEBA、尼龙弹性体是常见的叫法。



      与其他热塑性弹性体(如TPU、SBC、TPEE等等)相比,TPAE有着综合性能好,加工性好,透明,质量轻等优点。目前PEBA原料生产厂家,国外主要有阿科玛、德国赢创、日本宇部兴产等,国内主要有浙江心源科技、沧州旭阳化工等。

     

      



      4、TPU、TPEE、PEBA的性能差异:

      结晶度、熔点:TPEE>PEBA>TPU ;

      结晶温度:TPEE>PEBA >TPU

      拉伸模量:TPEE>TPU>PEBA

      压缩回弹:化学结构与微发泡结构同时决定


       5、鞋材发泡珠粒密度比较。

       超临界流体发泡技术是实现鞋材轻量化的手段之一,具有绿色环保的特点,在热塑性弹性体方面应用较多,比如爆米花ETPU鞋中底就是通过釜式超临界发泡+水蒸气成型而来,李宁的尼龙弹性体发泡鞋中底也采用了类似生产工艺。

      下面是 TPU、TPEE、PEBA 三者发泡珠粒密度的一个比较:

     

      

      二、在鞋中底上的应用案例。

     上述对三种热塑性弹性体在分子结构、性能、发泡珠粒密度等方面的差异分析,下面就来举一些它们作为发泡鞋中底在运动鞋上的应用案例。

      1、TPU发泡鞋中底。TPU发泡鞋中底是目前热塑性弹性体鞋中底里面应用量*大的一类,*早是阿迪达斯的boost系列,目前国外的彪马、康尼、亚瑟士、彪马以及国内的安踏、特步、乔丹等,都有出过TPU发泡鞋中底的鞋款。      

      2、TPEE发泡鞋中底。据了解,目前采用TPEE发泡鞋中底的有Reebok FlodeRide、PUMA Hybrid、Columbia SH/FT等。      

      3、PEBA发泡鞋中底。尼龙弹性体发泡鞋中底的应用,目前常见的有两个:耐克的 zoom X 中底科技和 李宁䨻(beng,四声)中底科技。


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